Mengapa kelelawar tidak bisa berjalan: kunci evolusi yang membuat mereka terbang
Kelelawar dan burung menunjukkan kontras yang menarik di jalur evolusi mereka, dengan penelitian baru -baru ini mengungkapkan sayap dan kaki kelelawar berkembang secara serempak, membatasi peran ekologis mereka dibandingkan dengan burung, yang anggota tubuhnya berkembang secara mandiri.
Penemuan ini menawarkan wawasan baru tentang mengapa burung menempati berbagai ceruk ekologis yang lebih luas dan mengajukan pertanyaan tentang implikasi yang lebih luas untuk terbang lainnya jenis seperti pterosaurus yang beragam.
Sifat unik dari kelelawar dan burung
Kelelawar adalah makhluk yang sangat beragam, mampu memanjat hewan untuk minum darah mereka, menyambar serangga dari daun, atau melayang untuk menyesap nektar dari bunga tropis. Masing -masing perilaku ini bergantung pada desain sayap yang disesuaikan secara unik.
Tetapi pernahkah Anda bertanya -tanya mengapa tidak ada kelelawar yang tidak bisa terbang, seperti burung unta yang mengarungi tepi sungai untuk ikan, atau kelelawar yang berkeliaran di laut terbuka, mirip dengan elang laut yang berkeliaran?
Para ilmuwan sekarang mungkin memiliki jawabannya: Tidak seperti burung, kelelawar telah berevolusi dengan hubungan yang kuat antara perkembangan sayap dan kaki mereka. Kopling evolusi ini kemungkinan membatasi kemampuan mereka untuk beradaptasi dengan berbagai peran ekologis, seperti yang dimiliki burung.
“Kami awalnya berharap untuk mengkonfirmasi bahwa evolusi kelelawar mirip dengan burung, dan bahwa sayap dan kaki mereka berkembang secara independen satu sama lain. Fakta kami menemukan yang sebaliknya sangat mengejutkan, ”kata Andrew Orkney, peneliti postdoctoral di laboratorium Brandon Hedrick, asisten profesor di Departemen Ilmu Biomedis, di College of Veterinary Medicine.
Kedua peneliti adalah penulis riset yang sesuai dengan penelitian yang diterbitkan baru-baru ini Ekologi dan Evolusi Alam.
Menganalisis struktur tulang
Karena kaki dan sayap melakukan fungsi yang berbeda, para peneliti sebelumnya berpikir bahwa asal penerbangan vertebrata Forelimbs dan hindimbs yang diperlukan untuk berkembang secara mandiri, memungkinkan mereka untuk beradaptasi dengan tugas -tugas mereka yang berbeda dengan lebih mudah. Membandingkan kelelawar dan burung memungkinkan untuk pengujian ide ini karena mereka tidak memiliki leluhur terbang yang sama dan karenanya merupakan ulangan independen untuk mempelajari evolusi penerbangan.
Tim mengukur tulang sayap dan kaki dari 111 spesies kelelawar dan 149 spesies burung dari seluruh dunia. Dataset mereka termasuk sinar-X spesimen museum dan sekitar sepertiga dari sinar-X baru spesimen kelelawar yang disimpan di Cornell University Museum of Vertebrata.
Mereka mengamati baik kelelawar dan burung bahwa bentuk tulang di dalam sayap spesies (tangan, jari -jari, humerus), atau di dalam kaki spesies (femur dan tibia) berkorelasi – yang berarti bahwa dalam tubuh, tulang berevolusi bersama. Namun, ketika melihat korelasi melintasi kaki dan sayap, hasilnya berbeda: spesies burung menunjukkan sedikit atau tidak ada korelasi, sedangkan kelelawar menunjukkan korelasi yang kuat.
Ini berarti bahwa, bertentangan dengan burung, kaki depan kelelawar dan belakang tidak berevolusi secara mandiri: ketika bentuk sayap berubah – baik meningkat atau menyusut, misalnya – bentuk kaki berubah dalam arah yang sama.
Implikasi untuk keragaman pterosaurus
“Kami menyarankan bahwa evolusi yang digabungkan dari kemampuan sayap dan kaki membatasi kelelawar untuk beradaptasi dengan ekologi baru,” kata Hedrick.
Temuan tim menimbulkan pertanyaan tentang evolusi pterosaurus, sekelompok reptil terbang yang punah yang memiliki sayap membran mirip dengan kelelawar. “Pterosaurus jauh lebih beragam daripada burung atau kelelawar, mulai dari insektivora kecil hingga goliat berukuran jerapah yang menyaingi dinosaurus,” kata Orkney. “Apa rahasia kesuksesan evolusi mereka?”
Penelitian berkelanjutan dalam evolusi burung
Setelah penemuan mereka, tim mulai memeriksa kembali evolusi kerangka burung di kedalaman yang lebih besar.
“Sementara kami menunjukkan bahwa evolusi sayap dan kaki burung independen, dan tampaknya ini adalah penjelasan penting untuk keberhasilan evolusi mereka,” kata Orkney, “kami masih tidak tahu mengapa burung dapat melakukan ini atau ketika itu mulai terjadi dalam sejarah evolusi mereka. ”
Referensi: “Integrasi Evolusi Proporsi Forelimb dan Hindlimb dalam membran sayap kelelawar menghambat adaptasi ekologis” oleh Andrew Orkney, David B. Boerma dan Brandon P. Hedrick, 32 Oktober 2024, Ekologi & Evolusi Alam.
Doi: 10.1038/s41559-024-02572-9
Beberapa pengukuran untuk penelitian ini diambil di fasilitas pencitraan Cornell Institute of Biotechnology.
